JP2003051408A - 高周波用磁性材料 - Google Patents

高周波用磁性材料

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JP2003051408A JP2001238933A JP2001238933A JP2003051408A JP 2003051408 A JP2003051408 A JP 2003051408A JP 2001238933 A JP2001238933 A JP 2001238933A JP 2001238933 A JP2001238933 A JP 2001238933A JP 2003051408 A JP2003051408 A JP 2003051408A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェロックスプレーナ系の磁性材料において
高い透磁率を得るために磁場配向やホットプレス等の方
策が必要となる。磁場配向やホットプレス等の様に特殊
な装置や特別な工程を用いることなく、高周波領域にお
ける透磁率の高い高周波用磁性材料を得る。 【解決手段】 一般組成式Ｂａ３Ｃｏ２ＭｘＦｅ
２４−ｘＯ４１で表され、ＭはＧｄ又はＤｙである。Ｍ
がＧｄの場合は0.0075≦ｘ≦0.7、ＭがＤｙの場合は0.0
1≦ｘ≦0.8。これによって、高周波領域における透磁率
の高い高周波用磁性材料が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用の磁性材
料に係るもので、数ＭＨｚから数ＧＨｚ帯の周波領域に
おいて使用するインダクター素子やノイズ除去素子等の
電子部品に用いるのに適した高周波用磁性材料に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】高周波コイルやトランスに用いられる磁
性コア、積層型チップ部品、ノイズ除去素子において
は、各種のフェライト焼結体が用いられている。近年、
これらのインダクター素子やノイズ除去素子等の電子部
品の使用される範囲が数百ＭＨｚから数ＧＨｚ帯といっ
た高周波領域に広がりつつあり、この様な高周波領域で
使用可能な磁性材料が要求されている。従来、インダク
ター素子にはＮｉ−Ｚｎ系フェライトが主として用いら
れているが、スネークの周波数限界線よりも高い周波数
ではインダクター素子として機能しなくなるという問題
があり、このような高周波領域で用いることができなか
った。そのため、従来のインダクター素子は、このよう
な高周波領域で用いる場合、非磁性体を用いて空心コイ
ルを構成しているが、透磁率が磁性体よりも低いために
高いインダクタンスを得ることが困難となる。
【０００３】この様な状況の中、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライ
トのスネークの周波数限界線よりも高い周波数において
もその透磁率を維持できるフェロックスプレーナ系の磁
性材料をこれら電子部品に用いることが検討されてい
る。しかしながら、フェロックスプレーナ系の磁性材料
は、その焼成過程における六方晶構造の不安定さにより
高い透磁率を得ることが困難であり、この様な高周波領
域に用いられる電子部品においてはいまだ実用化されて
いない。また、高い透磁率を得るために、磁場配向、ホ
ットプレス等の方策が検討されているが、特殊な装置や
特別な工程が必要となり、製造コストが上昇するという
問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁場配向や
ホットプレス等の特殊な装置や特別な工程を用いること
なく、高周波領域における透磁率の高い高周波用磁性材
料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、六方晶構造の
磁性材料、すなわちフェロックスプレーナ系磁性材料の
組成を改良することによって、上記の課題を解決するも
のである。すなわち、本発明の高周波用磁性材料は、一
般組成式 Ｂａ３Ｃｏ２ＭｘＦｅ２４−ｘＯ４１ で表され、ＭがＧｄであり、0.0075≦ｘ≦0.7であるこ
とに特徴を有するものである。
【０００６】また、本発明の高周波用磁性材料は、一般
組成式 Ｂａ３Ｃｏ２ＭｘＦｅ２４−ｘＯ４１ で表され、ＭがＤｙであり、0.01≦ｘ≦0.8であること
に特徴を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の高周波用磁性材料は、フ
ェロックスプレーナの一種であるＢａ３Ｃｏ ２Ｆｅ２４
Ｏ４１において鉄を３価の希土類元素のＧｄ又はＤｙで
置換することにより、高周波領域における透磁率を向上
させることができる。また、本発明の高周波用磁性材料
は、従来の様に特殊な装置や特殊な工程を必要としない
通常の粉末冶金法の製造工程で得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の高周波用磁性材料を図面を参
照して説明する。図１は、Ｂａ３Ｃｏ２ＧｄｘＦｅ
２４−ｘＯ４１の式で表される本発明の高周波用磁性材
料の測定周波数100ＭＨｚにおける透磁率の置換量ｘ依
存性を示す。縦軸が透磁率、横軸が置換量ｘを示してい
る。この高周波用磁性材料は以下の様にして得た。ま
ず、各原料酸化物をＢａ３Ｃｏ２ＧｄｘＦｅ２４−ｘＯ
４１の式で表される組成となるように秤量し、ボールミ
ルで湿式混合を行い、乾燥して原料混合粉を得た。次
に、この原料混合粉を大気中において1300℃で仮焼し、
その後ボールミルにより20時間湿式粉砕を行い、乾燥し
た。この仮焼粉砕粉を造粒し、プレス成型により外径8
ｍｍ、内径3.7ｍｍ、高さ3ｍｍのトロイダル状に成形
し、大気中において1275℃で2時間焼成してトロイダル
コアを得た。この高周波用磁性材料の測定周波数は100
ＭＨｚとした。図１から明らかなように、Ｇｄの置換量
ｘが０（すなわち、鉄がＧｄで置換されていない従来の
もの）の試料の透磁率が15.1であったが、Ｇｄの置換量
ｘを0.005とすると透磁率が15.5、Ｇｄの置換量ｘを0.0
075とすると透磁率が16.8と増加し、Ｇｄの置換量ｘを
0.1とすると透磁率が22.6と最高になった。Ｇｄの置換
量ｘが0.1を超えると透磁率は減少傾向を示し、Ｇｄの
置換量ｘが0.7になると透磁率が15.6、Ｇｄの置換量ｘ
が1.0になると透磁率が10.4とＧｄの置換量ｘが増加す
ると透磁率は減少する。図２及び図３は、それぞれＧｄ
の置換量ｘが0.1の試料のトロイダルコアの表面及び破
断面のＳＥＭ像を示している。このＳＥＭ像によれば、
本発明の高周波用磁性材料は、結晶粒子が配向されてい
ないにも係らず、従来のものよりも透磁率が増加してお
り、鉄をＧｄで置換することによって透磁率が向上する
ことが確認できた。
【０００９】上記のように、Ｂａ３Ｃｏ２ＧｄｘＦｅ
２４−ｘＯ４１の式で表される本発明の高周波用磁性材
料においては、Ｇｄの置換量ｘが0.005では透磁率が十
分に向上しておらず、Ｇｄの置換量ｘが１では従来のも
のの透磁率よりも低くなるので、Ｇｄの置換量ｘが0.00
75以上0.7以下の範囲で、高周波領域における特性の良
好な磁性材料が得られる。
【００１０】図４は、Ｂａ３Ｃｏ２ＤｙｘＦｅ２４−ｘ
Ｏ４１の式で表される本発明の高周波用磁性材料の測定
周波数100ＭＨｚにおける透磁率の置換量ｘ依存性を示
す。縦軸が透磁率、横軸が置換量ｘを示している。この
高周波用磁性材料は以下の様にして得た。まず、各原料
酸化物をＢａ３Ｃｏ２ＤｙｘＦｅ２４−ｘＯ４１の式で
表される組成となるように秤量し、ボールミルで湿式混
合を行い、乾燥して原料混合粉を得た。次に、この原料
混合粉を大気中において1300℃で仮焼し、その後ボール
ミルにより20時間湿式粉砕を行い、乾燥した。この仮焼
粉砕粉を造粒し、プレス成型により外径8ｍｍ、内径3.7
ｍｍ、高さ3ｍｍのトロイダル状に成形し、大気中にお
いて1275℃で2時間焼成してトロイダルコアを得た。こ
の高周波用磁性材料の測定周波数は100ＭＨｚとした。
図４から明らかなように、Ｄｙの置換量ｘが０（すなわ
ち、鉄がＤｙで置換されていない従来のもの）の試料の
透磁率が15.1であったが、Ｄｙの置換量ｘを0.005とす
ると透磁率が15.5、Ｄｙの置換量ｘを0.01とすると透磁
率が17.1と増加し、Ｄｙの置換量ｘを0.3とすると透磁
率が21.8と最高になった。Ｄｙの置換量ｘが0.3を超え
ると透磁率は減少傾向を示し、Ｄｙの置換量ｘが0.8と
すると透磁率が15.6、Ｄｙの置換量ｘが1.0となると透
磁率が9.9とＤｙの置換量ｘが増加すると透磁率は減少
する。
【００１１】上記のように、Ｂａ３Ｃｏ２ＤｙｘＦｅ
２４−ｘＯ４１の式で表される本発明の高周波用磁性材
料においては、Ｄｙの置換量ｘが0.005では透磁率が十
分に向上しておらず、Ｄｙの置換量ｘが１では従来のも
のの透磁率よりも低くなるので、Ｄｙの置換量ｘが0.01
以上0.8以下の範囲で、高周波領域における特性の良好
な磁性材料が得られる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、フェロックスプレーナ
系磁性材料の鉄元素を、特異な磁気異方性を有する希土
類元素であるＧｄ又はＤｙで置換しているので、高周波
領域において、透磁率の大きい磁性材料を得ることが可
能となる。また、本発明の高周波用磁性材料をインダク
ター素子に用いた場合、高周波領域において高いインダ
クタンス値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の高周波用磁性材料の第１の実施例の
特性の説明図である。
【図２】 本発明の高周波用磁性材料の第１の実施例に
おける試料のトロイダルコアの表面のＳＥＭ写真であ
る。
【図３】 本発明の高周波用磁性材料の第１の実施例に
おける試料のトロイダルコアの破断面のＳＥＭ写真であ
る。
【図４】 本発明の高周波用磁性材料の第２の実施例の
特性の説明図である。
フロントページの続き (72)発明者 山本 誠 埼玉県比企郡玉川村大字玉川字日野原828 番地 東光株式会社玉川工場内 Ｆターム(参考） 4G002 AA06 AA08 AA09 AA10 AE02 4G018 AA10 AA11 AA22 AB05 AC01 AC08 AC16 5E041 AB12 NN02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般組成式 Ｂａ３Ｃｏ２ＭｘＦｅ２４−ｘＯ４１ で表され、ＭがＧｄであり、 0.0075≦ｘ≦0.7 であることを特徴とする高周波用磁性材料。
  2. 【請求項２】 一般組成式 Ｂａ３Ｃｏ２ＭｘＦｅ２４−ｘＯ４１ で表され、ＭがＤｙであり、 0.01≦ｘ≦0.8 であることを特徴とする高周波用磁性材料。
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